JP3061619B1 - How to measure probe contact resistance - Google Patents
How to measure probe contact resistanceInfo
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Abstract
【要約】
【課題】 プローブのクリーニングの前後においてプロ
ーブの接触抵抗を測定可能とし、必要のないクリーニン
グ工程を除去し、またクリーニングの信頼性を向上す
る。
【解決手段】本発明は、検査対象となる電気部品の電
極、例えば半導体ウェハ上のチップのボンディングパッ
ドに対するプローブの接触抵抗を測定するための接触抵
抗測定方法に関する。本発明に係る接触抵抗測定方法
は、上記プローブの上記電極に対する接触端を研磨する
ための導電性のクリーニング部材を用意する工程と、上
記クリーニング部材に対して上記プローブの接触端を接
触させる工程と、上記クリーニング部材を介して上記プ
ローブに電流を流して上記プローブの上記クリーニング
部材に対する接触抵抗を測定する工程とを有する。An object of the present invention is to make it possible to measure the contact resistance of a probe before and after cleaning the probe, eliminate unnecessary cleaning steps, and improve the reliability of cleaning. The present invention relates to a contact resistance measuring method for measuring a contact resistance of a probe to an electrode of an electric component to be inspected, for example, a bonding pad of a chip on a semiconductor wafer. The contact resistance measuring method according to the present invention includes a step of preparing a conductive cleaning member for polishing a contact end of the probe with respect to the electrode, and a step of contacting the contact end of the probe with the cleaning member. Flowing a current to the probe via the cleaning member to measure a contact resistance of the probe to the cleaning member.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、検査対象となる電
気部品の電極、例えば、半導体ウェハ上のチップのボン
ディングパッドに対する、プローブの接触抵抗を測定す
るための接触抵抗測定方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contact resistance measuring method for measuring a contact resistance of a probe to an electrode of an electric component to be inspected, for example, a bonding pad of a chip on a semiconductor wafer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体ウェハ上に形成されたチップの検
査工程において、各半導体チップとＩＣテスターとをイ
ンタフェースするものとして、プローブカードと呼ばれ
る治具が用いられる。プローブカードは、その一方の面
側に多数のプローブ（探針）を備えており、その先端を
半導体チップのボンディングパッドに接触させることに
よって、半導体チップとＩＣテスターとを電気的に接続
する。2. Description of the Related Art In a process of inspecting chips formed on a semiconductor wafer, a jig called a probe card is used to interface each semiconductor chip with an IC tester. The probe card is provided with a large number of probes (probes) on one surface side, and the tip is brought into contact with a bonding pad of the semiconductor chip to thereby electrically connect the semiconductor chip and the IC tester.
【０００３】上記検査工程における安定した又は信頼性
のある測定結果は、上記プローブ先端と半導体チップの
ボンディングパッドとの間の接触抵抗に大きく影響され
る。通常、プローブは、プローブカードの下面から半導
体ウェハの面に対して所定の角度を持って延びている。
半導体ウェハに対しプローブカードを接近させることに
よって、チップの各ボンディングパッドに対し、プロー
ブの先端が接触される。この際、上記接触の押圧力によ
ってプローブの全長が上方に僅かに弾性変形され、この
変形によりプローブの先端はボンディングパッドの面に
対し僅かにずれる。このずれによって、両者間に介在す
ることがある絶縁物が除去され、両者間の良好な電気的
接触が確立される。[0003] A stable or reliable measurement result in the above inspection process is greatly affected by the contact resistance between the tip of the probe and the bonding pad of the semiconductor chip. Usually, the probe extends from the lower surface of the probe card at a predetermined angle to the surface of the semiconductor wafer.
By bringing the probe card closer to the semiconductor wafer, the tip of the probe is brought into contact with each bonding pad of the chip. At this time, the entire length of the probe is slightly elastically deformed upward by the contact pressing force, and the tip of the probe is slightly displaced with respect to the surface of the bonding pad due to this deformation. This displacement removes the insulator that may be interposed between the two, and establishes good electrical contact between the two.
【０００４】一方で、ボンディングパッドに対するプロ
ーブの接触を繰り返すことにより、ボンディングパッド
の表面層を形成するアルミニウムが、プローブの先端に
付着するという問題がある。原因は、上記ボンディング
パッドに対するプローブ先端のずれが、表層のアルミニ
ウムを削り取り、また、検査工程においてプローブとボ
ンディングパッドとの間を通過する電流が、表層のアル
ミニウムを溶解して、プローブ先端に付着させるためで
ある。プローブの先端に付着したアルミニウムは放置し
ておくと、空気中の酸素と反応して酸化アルミニウムと
なり、プローブとボンディングパッドの間の接触抵抗を
高くするので、これを定期的に除去する必要が生じる。
すなわち、酸化アルミニウムは絶縁体であり、これが付
着したプローブの先端領域は相互の電気的接続に寄与し
ないので、該付着によってプローブとボンディングパッ
ドとの間の電気的な接触面積が減少し、電気抵抗が上昇
する。On the other hand, there is a problem that aluminum which forms a surface layer of the bonding pad adheres to the tip of the probe due to repeated contact of the probe with the bonding pad. The cause is that the displacement of the probe tip with respect to the bonding pad scrapes the surface aluminum, and the current passing between the probe and the bonding pad in the inspection process melts the surface aluminum and attaches it to the probe tip. That's why. If the aluminum attached to the tip of the probe is left untreated, it will react with oxygen in the air to form aluminum oxide, increasing the contact resistance between the probe and the bonding pad, which will need to be removed periodically .
That is, since aluminum oxide is an insulator and the tip region of the probe to which it is attached does not contribute to mutual electrical connection, the adhesion reduces the electrical contact area between the probe and the bonding pad, and reduces the electrical resistance. Rises.
【０００５】上記プローブの先端に付着したアルミニウ
ムを除去する方法として、クリーニングプレートと呼ば
れる研磨部材を用いて、その先端を定期的に研磨する方
法が一般的に採用されている。図６で示すように、表面
を研磨面としたアルミナセラミック製クリーニングプレ
ート１上に、プローブ２を配置する。クリーニングプレ
ート１を上昇し、プローブ２の先端にクリーニングプレ
ート１の研磨面を接触させる。クリーニングプレート１
の押圧によるプローブ２の変形時に、その先端が研磨面
に対し摺接されて、付着したアルミニウムが除去され
る。As a method for removing aluminum adhering to the tip of the probe, a method of periodically polishing the tip using a polishing member called a cleaning plate is generally adopted. As shown in FIG. 6, the probe 2 is placed on an alumina ceramic cleaning plate 1 having a polished surface. The cleaning plate 1 is raised, and the polished surface of the cleaning plate 1 is brought into contact with the tip of the probe 2. Cleaning plate 1
When the probe 2 is deformed by pressing, the tip of the probe 2 is slid on the polished surface to remove the adhered aluminum.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
上記クリーニングプレートを用いた研磨の前後におい
て、プローブとボンディングパッドとの間の接触抵抗を
効率的に測定する手段がなかったため、以下のような問
題が生じていた。 （１）プローブとボンディングパッド間の接触抵抗が不
明であったため、該接触抵抗の増加による問題が発生す
る前に、一定周期で上記クリーニングを実施する必要が
あった。その結果、アルミニウムの付着量が少なく、ク
リーニングの必要のないような場合においても、クリー
ニングを行っていた。上記研磨部材を用いたクリーニン
グにおいては、付着したアルミニウムと共に、プローブ
先端も摩耗するので、クリーニングの実施回数に応じ
て、プローブを交換する必要がある。従って、従来、上
記必要のないクリーニングを実施することによって、プ
ローブの寿命が短くなるという問題があった。 （２）従来の研磨部材を用いたクリーニングでは、その
アルミニウムの付着量に拘わらず、経験的に一定時間或
いは一定回数これを実施している。しかしながら、プロ
ーブに対するアルミニウムの付着量が多かったり、その
融着が強固である場合には、プローブ先端からアルミニ
ウムが完全には除去されず、従って、従来のクリーニン
グにおいては、クリーニング後におけるプローブとボン
ディングパッドとの間の接触抵抗の回復を完全には保証
できないという問題があった。However, conventionally,
Before and after polishing using the cleaning plate, there was no means for efficiently measuring the contact resistance between the probe and the bonding pad, and thus the following problems occurred. (1) Since the contact resistance between the probe and the bonding pad was unknown, it was necessary to perform the above-mentioned cleaning at regular intervals before the problem due to the increase in the contact resistance occurred. As a result, cleaning has been performed even when the amount of aluminum adhered is small and cleaning is not required. In the cleaning using the polishing member, the tip of the probe is worn together with the adhered aluminum, so it is necessary to replace the probe according to the number of times of cleaning. Therefore, conventionally, there has been a problem that the life of the probe is shortened by performing the unnecessary cleaning. (2) In the conventional cleaning using a polishing member, the cleaning is empirically performed for a certain time or a certain number of times irrespective of the adhesion amount of aluminum. However, when the amount of aluminum adhered to the probe is large or the fusion is strong, aluminum is not completely removed from the probe tip, and therefore, in the conventional cleaning, the probe and the bonding pad after cleaning are not removed. There is a problem that the recovery of the contact resistance cannot be completely guaranteed.
【０００７】従って本発明の目的は、上記クリーニング
に先立ってプローブの接触抵抗を測定可能とし、必要の
ないクリーニング工程を除去し、これによってプローブ
先端の摩耗を低減することにある。Accordingly, an object of the present invention is to make it possible to measure the contact resistance of a probe prior to the above-mentioned cleaning and to eliminate unnecessary cleaning steps, thereby reducing the wear of the probe tip.
【０００８】また本発明の別の目的は、上記クリーニン
グ後のプローブ先端の接触抵抗を測定可能とし、該接触
抵抗が十分に回復されていない場合に、再度クリーニン
グを実行することによって、該クリーニングによるアル
ミニウムの除去の信頼性を保証することにある。Another object of the present invention is to make it possible to measure the contact resistance of the probe tip after the above-mentioned cleaning, and to execute the cleaning again when the contact resistance has not been sufficiently recovered, thereby achieving the cleaning. The purpose is to ensure the reliability of aluminum removal.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、検査対象とな
る電気部品の電極、例えば半導体ウェハ上の半導体チッ
プのボンディングパッドに対するプローブの接触抵抗を
測定するための接触抵抗測定方法に関する。本発明に係
るプローブの接触抵抗測定方法は、上記プローブの上記
電極に対する接触端を研磨するための導電性のクリーニ
ング部材を用意する工程と、上記クリーニング部材に対
して上記プローブの接触端を接触させる工程と、上記ク
リーニング部材を介して上記プローブに電流を流して上
記プローブの上記クリーニング部材に対する接触抵抗を
測定する工程とを有する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a contact resistance measuring method for measuring the contact resistance of a probe to an electrode of an electric component to be inspected, for example, a bonding pad of a semiconductor chip on a semiconductor wafer. In the method for measuring contact resistance of a probe according to the present invention, there is provided a step of preparing a conductive cleaning member for polishing a contact end of the probe with respect to the electrode, and bringing the contact end of the probe into contact with the cleaning member. And a step of flowing a current to the probe via the cleaning member and measuring a contact resistance of the probe to the cleaning member.
【００１０】この場合において、接触抵抗の測定の後に
上記プローブの接触端を研磨する工程を更に有すること
が好ましい。In this case, it is preferable that the method further includes a step of polishing the contact end of the probe after measuring the contact resistance.
【００１１】また、測定した接触抵抗の値を所定の値と
比較する工程と、上記接触抵抗の値が所定の値よりも大
きい場合に上記プローブの接触端を研磨する工程と、上
記プローブの上記クリーニング部材に対する接触抵抗を
再度測定する工程とを更に有することが好ましい。A step of comparing the measured value of the contact resistance with a predetermined value; a step of polishing the contact end of the probe when the value of the contact resistance is larger than a predetermined value; It is preferable that the method further includes a step of measuring the contact resistance to the cleaning member again.
【００１２】上記プローブの接触抵抗測定方法において
用いられるクリーニング部材は、上記プローブの上記ク
リーニング部材に対する接触抵抗率が約1.0×104Ω・cm
以下であることが好ましい。また、その表面粗さが、約
0.289μm以上であることが好ましい。更に、その硬度
が、約1290Hv以上のものであることが好ましい。本発明
においては、上記クリーニング部材が、好ましくは、サ
ーメット又は超硬で構成される。The cleaning member used in the probe contact resistance measuring method has a contact resistivity of the probe to the cleaning member of about 1.0 × 10 4 Ω · cm.
The following is preferred. The surface roughness is about
It is preferably 0.289 μm or more. Further, the hardness is preferably about 1290 Hv or more. In the present invention, the cleaning member is preferably made of cermet or carbide.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に沿って説明する。以下では、半導体ウェハの検査工程
で使用されるプローブカードのプローブにおける接触抵
抗を測定する場合を例に、本発明の接触抵抗測定方法に
ついて説明する。もっとも本発明が、電気部品の電極に
対するプローブの接触抵抗を測定するための測定方法に
おいて広く適用できることは、以下の説明から明らかに
されるであろう。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Hereinafter, the contact resistance measuring method of the present invention will be described by taking, as an example, the case of measuring the contact resistance of a probe of a probe card used in a semiconductor wafer inspection process. However, it will be apparent from the following description that the present invention can be widely applied to a measuring method for measuring a contact resistance of a probe to an electrode of an electric component.
【００１４】半導体ウェハの検査において、プローブ先
端に付着したアルミニウムを除去するため、プローブの
定期的なクリーニングが必要である。本発明に係るプロ
ーブの接触抵抗の測定は、該クリーニングの工程の前後
において、該工程と連続して行われる。図１は、本発明
に係る接触抵抗測定方法を実施するための基本的な装置
構成を示した図である。本発明の実施に際しては、半導
体ウェハの検査工程で用いられるＩＣテスター１０及び
プローブカード２０をそのまま用いる。ＩＣテスター１
０は、半導体ウェハ上に形成された各半導体チップの電
気的諸特性を測定するための電子計測装置である。本発
明では、ＩＣテスター１０を、クリーニングプレート３
０に接触させた多数のプローブから選択される２つのプ
ローブ２１、２１間の電気抵抗、延いてはプローブ２１
のクリーニングプレート３０に対する接触抵抗を測定す
るために用いる。In inspecting a semiconductor wafer, it is necessary to periodically clean the probe in order to remove aluminum adhering to the tip of the probe. The measurement of the contact resistance of the probe according to the present invention is performed before and after the cleaning step and continuously with the cleaning step. FIG. 1 is a diagram showing a basic device configuration for implementing a contact resistance measuring method according to the present invention. In carrying out the present invention, the IC tester 10 and the probe card 20 used in the inspection process of the semiconductor wafer are used as they are. IC tester 1
Reference numeral 0 denotes an electronic measuring device for measuring various electrical characteristics of each semiconductor chip formed on the semiconductor wafer. In the present invention, the IC tester 10 is
0, the electrical resistance between two probes 21, 21 selected from a large number of probes in contact with each other,
Is used to measure the contact resistance of the cleaning plate 30 with respect to.
【００１５】プローブカード２０は、本来、半導体ウェ
ハ上に形成されたチップの検査工程において、各半導体
チップとＩＣテスターとをインタフェースするものであ
る。プローブカード２０には、その一方の面側に多数の
プローブ２１が備えられ、それらの先端が、半導体ウェ
ハに作り込まれた半導体チップの各ボンディングパッド
に接触される。プローブの接触抵抗の測定に際し、プロ
ーブカード２０の各プローブ２１の先端は、クリーニン
グプレート３０の表面に接触される。後に説明するよう
に、クリーニングプレート３０は、導電性を有する部材
によって構成されているため、上記ＩＣテスター１０に
よって、選択された２つのプローブ間の電気抵抗の測定
が可能となる。The probe card 20 originally interfaces each semiconductor chip with an IC tester in a process of inspecting a chip formed on a semiconductor wafer. The probe card 20 is provided with a large number of probes 21 on one surface side, and their tips are brought into contact with respective bonding pads of a semiconductor chip formed on a semiconductor wafer. When measuring the contact resistance of the probe, the tip of each probe 21 of the probe card 20 is brought into contact with the surface of the cleaning plate 30. As will be described later, since the cleaning plate 30 is formed of a conductive member, the IC tester 10 can measure the electric resistance between the two selected probes.
【００１６】クリーニングプレート３０は、上記プロー
ブ２１の先端をクリーニングするための研磨部材であ
る。クリーニングプレート３０は、後述する研磨特性を
有する研磨面３０ａを有しており、該研磨面３０ａに対
しプローブ２１の先端を繰り返し摺接させることによっ
て、その先端に付着した酸化アルミニウムを除去する。
プローブ２１の先端の研磨面３０ａに対する摺接動作
は、プローブ２１に対しクリーニングプレート３０を、
図中矢印方向に相対的に移動させることによって実現さ
れる。The cleaning plate 30 is a polishing member for cleaning the tip of the probe 21. The cleaning plate 30 has a polishing surface 30a having polishing characteristics described later, and the tip of the probe 21 is repeatedly brought into sliding contact with the polishing surface 30a to remove aluminum oxide attached to the tip.
The sliding operation of the tip of the probe 21 on the polishing surface 30a is performed by the cleaning plate 30
It is realized by relatively moving in the direction of the arrow in the figure.
【００１７】ここで上記クリーニングプレート３０は、
導電性を有する部材によって形成されている。クリーニ
ングプレート３０に導電性を持たせることによって、上
記プローブ間の電気抵抗の測定が可能となる。後述する
発明者によるクリーニングプレートの特性に関する評価
の結果から、クリーニングプレート３０の材料として、
超硬(RCCFN)又はサーメットが好適であることが明らか
にされた。Here, the cleaning plate 30 is
It is formed of a conductive member. By making the cleaning plate 30 conductive, the electrical resistance between the probes can be measured. From the result of evaluation of the characteristics of the cleaning plate by the inventors described below, as a material of the cleaning plate 30,
Carbide (RCCFN) or cermet has proven to be suitable.
【００１８】次に、上記装置によってプローブのクリー
ニングプレートに対する接触抵抗を測定する具体的方法
について説明する。特定のプローブのクリーニングプレ
ートに対する接触抵抗は、次の手順により求められる。
すなわち、最初に２線式抵抗測定方法と呼ばれる測定方
法で、クリーニングプレートに接触された多数のプロー
ブから２つのプローブを選択し、その間の抵抗値を順次
測定する。そして、測定された抵抗値同士の演算によ
り、目的のプローブにおける接触抵抗を算出する。Next, a specific method for measuring the contact resistance of the probe to the cleaning plate by the above-described apparatus will be described. The contact resistance of a particular probe to the cleaning plate is determined by the following procedure.
That is, first, by a measurement method called a two-wire resistance measurement method, two probes are selected from a large number of probes that are in contact with the cleaning plate, and the resistance value therebetween is sequentially measured. Then, the contact resistance of the target probe is calculated by calculating the measured resistance values.
【００１９】図２は、上記装置による２線式抵抗測定方
法を示した構成図である。ＩＣテスター１０の電流源１
１と電圧計１２を用いた抵抗測定機能によって、２つの
プローブ２１間の抵抗値を測定する。この方法により測
定される抵抗値は、図で示すように、各プローブ２１の
クリーニングプレート３０に対する接触抵抗rc1、rc2及
び両プローブを結ぶクリーニングプレート３０上の抵抗
R1の合計、すなわち、R=rc1+rc2+R1となる。この測定を
選択するプローブを異ならせて順次行う。FIG. 2 is a block diagram showing a two-wire resistance measuring method using the above-described apparatus. Current source 1 of IC tester 10
The resistance value between the two probes 21 is measured by a resistance measurement function using the first and voltmeters 12. As shown in the figure, the resistance values measured by this method are the contact resistances rc1 and rc2 of each probe 21 to the cleaning plate 30 and the resistances on the cleaning plate 30 connecting both probes.
The sum of R1, ie, R = rc1 + rc2 + R1. This measurement is performed sequentially by selecting different probes.
【００２０】次いで、上記装置により測定された抵抗値
間で演算を行い、特定のプローブの接触抵抗を求める。
今、特定のプローブの接触抵抗rc3を求めたい場合、図
３に示すような３つの抵抗値RA、RB、RC間で演算を行
う。ここで、抵抗値RA、RB、RCは、以下の通りである。Next, a calculation is performed between the resistance values measured by the above-described device to determine the contact resistance of a specific probe.
Now, when it is desired to obtain the contact resistance rc3 of a specific probe, calculation is performed among three resistance values RA, RB, and RC as shown in FIG. Here, the resistance values RA, RB, and RC are as follows.
【００２１】RA = rc2 + R2 + rc3 RB = rc3 + R3 + rc4 RC = rc2 + R2 + R3 + rc4RA = rc2 + R2 + rc3 RB = rc3 + R3 + rc4 RC = rc2 + R2 + R3 + rc4
【００２２】上記抵抗値から接触抵抗rc3は、下記の演
算で求められる。 rc3 = (RA + RB - RC)/2From the above resistance value, the contact resistance rc3 is obtained by the following calculation. rc3 = (RA + RB-RC) / 2
【００２３】以上の方法により、任意のプローブのクリ
ーニングプレートに対する接触抵抗を求めることができ
る。With the above method, the contact resistance of an arbitrary probe to the cleaning plate can be obtained.
【００２４】次に、本発明に係るクリーニングプレート
を用いたプローブの接触抵抗の測定及びクリーニングの
手順を図１及び図４に沿って説明する。図４は、本発明
に係る接触抵抗の測定手順を含むプローブのクリーニン
グの実施手順を示すフローチャートである。本実施手順
は、ＩＣテスター及びプローブカードを用いた半導体ウ
ェハの検査において、所定間隔で実施される。Next, the procedure for measuring and cleaning the contact resistance of the probe using the cleaning plate according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a flowchart showing the procedure for performing the cleaning of the probe including the procedure for measuring the contact resistance according to the present invention. This procedure is performed at predetermined intervals in the inspection of a semiconductor wafer using an IC tester and a probe card.
【００２５】システムからの制御命令を受けて、図４に
示す手順が開始される。最初の工程で、プローブカード
２０がクリーニング位置、すなわちクリーニングプレー
ト３０上に移動される（４０１）。プローブカード２０
をクリーニングプレート３０に対し相対的に移動して、
各プローブ２１をクリーニングプレートの研磨面３０ａ
に接触させる（４０２）。この状態で、ＩＣテスター１
０によってプローブ２１の接触抵抗が測定される（４０
３）。次いで、該接触抵抗と許容抵抗値を比較すること
により、プローブのクリーニングが必要か否かが判断さ
れる（４０４）。そして、クリーニングが必要な程に接
触抵抗が高くなっている場合には、プローブに対するク
リーニングプレートの接離を数回繰り返すことにより、
クリーニングを実施する（４０５）。一方で、接触抵抗
が許容抵抗値以下である場合には、クリーニングを行う
ことなく処理を終了する（４０６）。Upon receiving a control command from the system, the procedure shown in FIG. 4 is started. In the first step, the probe card 20 is moved to the cleaning position, that is, on the cleaning plate 30 (401). Probe card 20
Is moved relatively to the cleaning plate 30,
Each probe 21 is polished on the cleaning plate 30a.
(402). In this state, IC tester 1
0, the contact resistance of the probe 21 is measured (40
3). Next, by comparing the contact resistance with the allowable resistance value, it is determined whether or not the probe needs to be cleaned (404). If the contact resistance is so high that cleaning is necessary, the contact of the cleaning plate with the probe is repeated several times,
Cleaning is performed (405). On the other hand, if the contact resistance is equal to or less than the allowable resistance value, the process ends without performing cleaning (406).
【００２６】工程４０５においてクリーニングを実施し
た場合、処理は工程４０２へ戻される。そして、プロー
ブ２１がクリーニングプレート３０へ接触され、再度そ
の接触抵抗が測定される（４０３）。続く工程４０４に
おいて、接触抵抗が許容抵抗値内に納まったかが判断さ
れ、許容抵抗値以下である場合には、処理は終了する。
先のクリーニングの実行にも拘わらず、接触抵抗が許容
抵抗値を依然として超えている場合には、許容抵抗値以
下になるまでクリーニングが繰り返される。If cleaning has been performed in step 405, the process returns to step 402. Then, the probe 21 is brought into contact with the cleaning plate 30, and the contact resistance is measured again (403). In subsequent step 404, it is determined whether the contact resistance is within the allowable resistance value. If the contact resistance is equal to or less than the allowable resistance value, the process ends.
If the contact resistance still exceeds the allowable resistance value despite the execution of the previous cleaning, the cleaning is repeated until the contact resistance becomes equal to or less than the allowable resistance value.
【００２７】以上のようにクリーニングの前後において
プローブの接触抵抗を測定することによって、不要なク
リーニング処理を行わないで済むと共に、クリーニング
を実施した場合には、その効果を保証することができ
る。As described above, by measuring the contact resistance of the probe before and after cleaning, unnecessary cleaning processing is not required, and when cleaning is performed, its effect can be guaranteed.
【００２８】図５（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明に係るクリ
ーニングプレートの具体的な設置態様をそれぞれ示す図
である。同図（Ａ）には、半導体ウェハを載置するウェ
ハチャック５０の近傍に、アーム５１によってクリーニ
ングプレート５２を固定した例が示されている。この例
ではクリーニングの実行に際し、プローブカード２０を
クリーニングプレート５２上に移動する。同図（Ｂ）
は、ウェハチャック５０の表面をクリーニングプレート
として構成した例を示している。この例では、クリーニ
ングに際し、ウェハチャック５０上の半導体ウェハを除
去し、ウェハチャックの表面に直接プローブを接触させ
る。また、同図（Ｃ）は、ウェハ形状のクリーニングプ
レート５３を用いた例を示している。この例では、半導
体ウェハを除去した後、ウェハチャック５０上にクリー
ニングプレート５３をローディングしてクリーニングを
実施する。なお、上記クリーニングプレートの設置態様
は、本発明を実施するための一例に過ぎず、本発明には
クリーニングプレートの他の設置態様や形状が含まれる
ことは、当業者にとって自明であろう。FIGS. 5 (A) to 5 (C) are views showing a specific installation mode of the cleaning plate according to the present invention. FIG. 2A shows an example in which a cleaning plate 52 is fixed by an arm 51 near a wafer chuck 50 on which a semiconductor wafer is placed. In this example, the probe card 20 is moved onto the cleaning plate 52 when performing the cleaning. Fig. (B)
9 shows an example in which the surface of the wafer chuck 50 is configured as a cleaning plate. In this example, at the time of cleaning, the semiconductor wafer on the wafer chuck 50 is removed, and the probe is brought into direct contact with the surface of the wafer chuck. FIG. 3C shows an example in which a wafer-shaped cleaning plate 53 is used. In this example, after the semiconductor wafer is removed, the cleaning is performed by loading the cleaning plate 53 on the wafer chuck 50. It should be noted that the installation mode of the cleaning plate is merely an example for carrying out the present invention, and it will be obvious to those skilled in the art that the present invention includes other installation modes and shapes of the cleaning plate.
【００２９】[0029]
【実施例】本発明に係るクリーニングプレートの材料を
選定するために、２種の導電性セラミック、超硬(RCCF
N)、サーメット及び２種の導電性ダイアモンドについ
て、その硬度、導電性、研磨性及び抵抗値測定の再現性
を評価した。評価の結果、超硬及びサーメットが、クリ
ーニングプレートの材料として好適であることが明らか
にされた。以下に、各評価結果を示す。なお、表１は、
評価した上記各材料の物性値を示している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to select a material for a cleaning plate according to the present invention, two kinds of conductive ceramics, carbide (RCCF) are used.
N), cermet, and two types of conductive diamonds were evaluated for hardness, conductivity, abrasiveness, and reproducibility of resistance measurement. As a result of the evaluation, it was revealed that carbide and cermet are suitable as a material for the cleaning plate. The evaluation results are shown below. Table 1 shows that
The physical property values of each of the above-mentioned materials evaluated are shown.
【００３０】[0030]
【表１】 [Table 1]
【００３１】[硬度について]一般に、研磨作業を実施す
る場合、その研磨材は研磨対象物の３倍以上の硬度が必
要とされている。プローブは通常タングステン製で、そ
の硬度は４３０Ｈｖである。評価した材料の硬度は、表
１に示した通りであり、従って何れの材料も研磨材とし
ての硬度の点で問題はない。[Regarding Hardness] In general, when performing a polishing operation, the abrasive is required to have a hardness three times or more that of the object to be polished. The probe is usually made of tungsten and has a hardness of 430 Hv. The hardness of the evaluated materials is as shown in Table 1, and therefore, any of the materials has no problem in terms of hardness as an abrasive.
【００３２】[導電性について]クリーニングプレートに
必要とされる導電性の条件は、半導体ウェハの検査にお
いて、プローブ先端とボンディングパッド間の接触抵抗
測定と同等の測定結果を、プローブ先端とクリーニング
プレート間の測定において再現できることである。すな
わち、ニードル先端とクリーニングプレート間で測定し
た抵抗値と、ニードル先端とウェハ上のボンディングパ
ッド間で測定した抵抗値が近接していることが好まし
い。導電性の評価のためにダミーウェハ(内部回路が構
成されていないもの)を用意し、プローブとダミーウェ
ハ間の接触抵抗と、各評価材料における接触抵抗を比較
した。その結果を表２に示す。この表から明らかなよう
に、超硬及びサーメットの接触抵抗が、ダミーウェハの
それに最も近いことが示された。[Conductivity] The condition of conductivity required for the cleaning plate is as follows. In a semiconductor wafer inspection, a measurement result equivalent to the contact resistance measurement between the probe tip and the bonding pad is obtained between the probe tip and the cleaning plate. Can be reproduced in the measurement. That is, it is preferable that the resistance value measured between the tip of the needle and the cleaning plate is close to the resistance value measured between the tip of the needle and the bonding pad on the wafer. A dummy wafer (having no internal circuit) was prepared for conductivity evaluation, and the contact resistance between the probe and the dummy wafer was compared with the contact resistance of each evaluation material. Table 2 shows the results. As is clear from this table, it was shown that the contact resistance of the carbide and cermet was closest to that of the dummy wafer.
【００３３】[0033]
【表２】 [Table 2]
【００３４】[研磨性について]クリーニングプレートに
おける研磨性の条件は、プローブ先端に付着及び融着し
た酸化アルミニウムを除去可能なことである。機構的に
は、クリーニングプレートをプローブに接触させた際
に、プローブ先端がクリーニングプレートの研磨面に沿
って摺接することによって、プローブ先端の酸化アルミ
ニウムが研磨除去される。超硬及びサーメットについ
て、異なる表面粗さのサンプルを作成し、実際にプロー
ブのクリーニングを実施して、その性能を評価した。な
お、材料の研磨面は、ブラスト加工により、なし地パタ
ーンと呼ばれる表面粗さのばらつきが少ないパターンを
採用した。[Abrasiveness] The abrasiveness of the cleaning plate is such that aluminum oxide attached and fused to the tip of the probe can be removed. Mechanically, when the cleaning plate is brought into contact with the probe, the tip of the probe slides along the polishing surface of the cleaning plate, whereby the aluminum oxide at the tip of the probe is polished and removed. Samples of different surface roughness were prepared for the carbide and cermet, and the probe was actually cleaned to evaluate its performance. The polished surface of the material employed a pattern called a plain pattern with little variation in surface roughness due to blasting.
【００３５】[0035]
【表３】 [Table 3]
【００３６】表において、プローブ移動距離は、クリー
ニングプレートにプローブ先端が接触してから、その面
に沿って移動した距離である。各評価において、２０本
のプローブを使用し、完全に酸化アルミニウムが除去さ
れたと判断できたものの割合を記録した。評価の結果、
プローブ先端に付着又は融着した酸化アルミニウムを完
全に除去できたのは、表面粗さRa=0.289μmの超硬及び
表面粗さRa=0.383μmのサーメットであり、これより必
要な表面粗さは、少なくともRa=0.289μm以上であるこ
とが確認された。In the table, the probe movement distance is the distance traveled along the surface after the tip of the probe has contacted the cleaning plate. In each evaluation, 20 probes were used, and the ratio of those judged that aluminum oxide was completely removed was recorded. As a result of the evaluation,
The aluminum oxide attached or fused to the tip of the probe was completely removed by the cemented carbide with a surface roughness Ra = 0.289 μm and the cermet with a surface roughness Ra = 0.383 μm. , At least Ra = 0.289 μm or more.
【００３７】[抵抗測定の再現性について]超硬及びサー
メットについて、プローブの接触位置を変えて繰り返し
その接触抵抗を測定し、ダミーウェハ上のものと比較す
ることによって抵抗測定の再現性を評価した。結果は、
表４の通りである。[Reproducibility of Resistance Measurement] The contact resistance of the cemented carbide and cermet was repeatedly measured while changing the contact position of the probe, and the reproducibility of the resistance measurement was evaluated by comparing with a dummy wafer. Result is,
Table 4 shows the results.
【００３８】[0038]
【表４】 [Table 4]
【００３９】結果として、サーメットにおける抵抗測定
のばらつきが、ダミーウェハにおけるそれと最も近似し
ていた。しかし、超硬における抵抗測定のばらつきも、
許容範囲内のものと思われる。As a result, the variation in the resistance measurement in the cermet was most similar to that in the dummy wafer. However, variations in resistance measurements on carbide
Seems to be within acceptable limits.
【００４０】以上、本発明の実施形態を図面に沿って説
明した。本発明の適用範囲が、上記実施形態において示
した事項に限定されないことは明らかである。The embodiment of the invention has been described with reference to the drawings. Obviously, the scope of application of the present invention is not limited to the items shown in the above embodiment.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、以下のよう
な利点が得られる。 （１）プローブのクリーニングに先立ってプローブの接
触抵抗を測定可能となり、よって必要のないクリーニン
グ工程を除去することができ、プローブ先端の摩耗を低
減することができる。As described above, according to the present invention, the following advantages can be obtained. (1) The contact resistance of the probe can be measured prior to the cleaning of the probe, so that an unnecessary cleaning step can be eliminated, and the abrasion of the probe tip can be reduced.
【００４２】（２）クリーニング後のプローブ先端の接
触抵抗を測定可能となり、該接触抵抗が十分に回復され
ていない場合に、再度クリーニングを実行することによ
って、該クリーニングによるアルミニウムの除去の信頼
性を保証することができる。(2) The contact resistance of the probe tip after cleaning can be measured. If the contact resistance has not been sufficiently recovered, the cleaning is executed again to improve the reliability of the removal of aluminum by the cleaning. Can be guaranteed.
【図１】本発明に係る接触抵抗測定方法を実施するため
の基本的な装置構成を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a basic device configuration for implementing a contact resistance measuring method according to the present invention.
【図２】図１の装置による２線式抵抗測定方法を示した
構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a two-wire resistance measurement method using the apparatus of FIG. 1;
【図３】図２の装置による抵抗値の測定の手順を説明す
るための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a procedure of measuring a resistance value by the apparatus of FIG. 2;
【図４】本発明に係る接触抵抗の測定手順を含むプロー
ブのクリーニングの実施手順を示すフローチャートであ
る。FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for performing probe cleaning including a procedure for measuring a contact resistance according to the present invention.
【図５】本発明に係るクリーニングプレートの具体的な
設置態様をそれぞれ示す図である。FIG. 5 is a view showing a specific installation mode of a cleaning plate according to the present invention.
【図６】従来のクリーニングプレートによるプローブの
研磨を示す図である。FIG. 6 is a view showing polishing of a probe by a conventional cleaning plate.
１０ ＩＣテスター １１ 電流源 １２ 電圧計 ２０ プローブカード ２１ プローブ ３０ クリーニングプレート ３０ａ 研磨面 Reference Signs List 10 IC tester 11 Current source 12 Voltmeter 20 Probe card 21 Probe 30 Cleaning plate 30a Polished surface
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川又 信尋 茨城県稲敷郡美浦村木原2350 日本テキ サス・インスツルメンツ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−95645（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−166893（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−10176（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−1249（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−170933（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−152034（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−21831（ＪＰ，Ａ) 実開 平７−26772（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 27/02 G01R 1/073 G01R 31/26 H01L 21/66 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Nobuhiro Kawamata 2350 Kihara, Miura-mura, Inashiki-gun, Ibaraki Prefecture Inside of Texas Instruments Co., Ltd. 5-166893 (JP, A) JP-A-3-10176 (JP, A) JP-A-64-1249 (JP, A) JP-A-63-170933 (JP, A) JP-A-61-152034 (JP, A) A) JP-A-57-21831 (JP, A) JP-A-7-26772 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01R 27/02 G01R 1/073 G01R 31 / 26 H01L 21/66
Claims (8)
プローブの接触抵抗を測定するための接触抵抗測定方法
であって、 上記プローブの上記電極に対する接触端を研磨するため
の導電性のクリーニング部材を用意する工程と、 上記クリーニング部材に対して上記プローブの接触端を
接触させる工程と、 上記クリーニング部材を介して上記プローブに電流を流
して上記プローブの上記クリーニング部材に対する接触
抵抗を測定する工程と、を有するプローブの接触抵抗測
定方法。1. A contact resistance measuring method for measuring a contact resistance of a probe to an electrode of an electric component to be inspected, comprising: a conductive cleaning member for polishing a contact end of the probe to the electrode. Providing a step of contacting the contact end of the probe with the cleaning member; flowing a current to the probe via the cleaning member to measure a contact resistance of the probe to the cleaning member; Method for measuring contact resistance of a probe having
の接触端を研磨する工程を更に有する請求項１に記載の
プローブの接触抵抗測定方法。2. The method according to claim 1, further comprising a step of polishing the contact end of the probe after the measurement of the contact resistance.
する工程と、 上記接触抵抗の値が所定の値よりも大きい場合に上記プ
ローブの接触端を研磨する工程と、 上記プローブの上記クリーニング部材に対する接触抵抗
を再度測定する工程と、を更に有する請求項１に記載の
プローブの接触抵抗測定方法。A step of comparing the measured value of the contact resistance with a predetermined value; a step of polishing the contact end of the probe when the value of the contact resistance is larger than a predetermined value; 2. The method according to claim 1, further comprising the step of measuring the contact resistance of the cleaning member again.
対する接触抵抗率が約1.0×104Ω・cm以下である請求項
１、２又は３記載のプローブの接触抵抗測定方法。4. The method according to claim 1, wherein the contact resistance of the probe to the cleaning member is about 1.0 × 10 4 Ω · cm or less.
289μm以上である請求項１、２、３又は４に記載のプロ
ーブの接触抵抗測定方法。5. The cleaning member has a surface roughness of about 0.5.
5. The method for measuring contact resistance of a probe according to claim 1, wherein the thickness is 289 μm or more.
以上である請求項１、２、３、４又は５に記載のプロー
ブの接触抵抗測定方法。6. The cleaning member has a hardness of about 1290 Hv.
The method for measuring contact resistance of a probe according to claim 1, 2, 3, 4, or 5.
超硬で構成されている請求項１、２又は３記載のプロー
ブの接触抵抗測定方法。7. The method according to claim 1, wherein the cleaning member is made of cermet or carbide.
記プローブがプローブカードに設けられている請求項
１、２、３、４、５、６又は７に記載のプローブの接触
抵抗測定方法。8. The method according to claim 1, wherein said electric component is a semiconductor chip, and said probe is provided on a probe card.
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